第二讲 激光原理 激光器基本结构
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W12 单个原子在单位时间内发生 吸收过程的概率。 吸收过程的概率。
Postgraduate
A21 、B21 、B12 称为爱因斯坦系数。 称为爱因斯坦系数。 结合普朗克黑体辐射公式， 结合普朗克黑体辐射公式，爱因斯坦从理论上推出 f2B21 = f1 B12
8 π hν 3 A21 = B12 3 c
基态 1
辐射跃迁和非辐射跃迁
1.跃迁: 粒子由一个能级过渡到另一能级的过程 跃迁: 跃迁 2.辐射跃迁: 粒子发射或吸收光子的跃迁(满足跃迁选择定则) ①发射跃迁: 粒子发射一光子 = hv=E2－E1而由高能级跃迁 发射跃迁: 粒子发射一光子ε 至低能级; 至低能级; E
2
E2 − E1 ν= h
E E3 E E3
E2 E1
0
E2 E1 N3 N2 N1 N
0
亚稳态能级
N3
N1 N2
N
27
光 的 光 增 益
红宝石激光器的工作物质：红宝石 红宝石激光器的工作物质： —— 是掺有少量铬离子（Cr3+)的 是掺有少量铬离子（ 晶体。 （Al2O3)晶体。
采用光激励方法： 采用光激励方法： 受激和发光都在Cr 受激和发光都在Cr3+ 上进行， 上进行，是典型的三 能级系统。 能级系统。
上述关系如何推导得出呢？ 上述关系如何推导得出呢？ A：结合原子数能级分布（玻尔兹曼分布）和热平衡条件 ：结合原子数能级分布（玻尔兹曼分布） 推导得出。 推导得出。 爱因斯坦的受激辐射理论为六十年代初实验上获得激光奠定 了理论基础。 了理论基础。
Postgraduate
思考： 物质的吸收谱和辐射谱如何形成的？
E3 E2 E1
Postgraduate
Postgraduate
n
能级: 粒子的内部能量值 高能级: 能量较高的能级 : 低能级: 能量较低的能级 : 基能级: 能量最低的能级 : (相应的状态称基态） ） 激发能级: 能量高于基 : 能级的其它所有能级(相 应状态称激发态) 激发态
∞ 6 5 4 3 2
视频
通常情况下： 通常情况下：Q N1 >> N2
表现为光的吸收
N2
实现了粒子数反转的物质对光具有增益作用
怎样才能实现粒子数反转呢？ 怎样才能实现粒子数反转呢？ 1）提供足够的外界激励能量； ）提供足够的外界激励能量； 2）原子在激发态多“呆”一会； ）原子在激发态多“ 一会；
粒子数反转状态
E2 E1
一般， 一般，能级寿命 10-8 ∼ 10-9 S 如H原子 2p态 τ ∼ 0.16×10-8 S 原子 态 3p态 τ ∼ 0.54×10-8S 态 亚稳态：如He原子的两个亚稳态能级 亚稳态： (20.55eV) τ ∼ 10-4 S (19.77eV) τ ∼ 10-6 S
7
Postgraduate
工作物质
激励系统
一对反射镜为端面的腔体称为谐振腔 一对反射镜为端面的腔体称为谐振腔。 谐振腔。
35
工作原理： 工作原理： 全 反 射 镜
激光工作物质 半 反 射 镜
out 光放大原理 谐振腔作用： 谐振腔作用：正反馈和选择方向
36
光 光学谐振腔的作用 学 一对反射镜为端面的腔体称为谐振腔 谐振腔。 一对反射镜为端面的腔体称为谐振腔。 谐 振 腔 激光在两反射镜间形成驻波。谐振条件为： 激光在两反射镜间形成驻波 谐振条件为： 驻波。 2nL = qλ L: 腔长
令 则
W21 = B21· ρ（ν、T） ）
dN 21 =W21 N2 dt 受激
W21 单个原子在单位时间内发生受激辐射过程的概率。 单个原子在单位时间内发生受激辐射过程的概率。 受激辐射光与外来光的频率、偏振方向、相位及传播方 受激辐射光与外来光的频率、偏振方向、 有光的放大作用。 向均相同------有光的放大作用。 向均相同 有光的放大作用
Postgraduate
激光原理
Postgraduate
本节课主要内容
能级 跃迁 自发辐射 受激辐射 受激吸收 粒子数反转 三能级和四能级 激光器基本结构 纵模 横模
Postgraduate
按量子力学原理， 按量子力学原理，原子只能稳定地存在于一系列能 量不连续的定态中，这些定态称为原子的“能级” 量不连续的定态中，这些定态称为原子的“能级”；原 子能量的任何变化（吸收或辐射） 子能量的任何变化（吸收或辐射）都只能在某两个定态 之间进行。我们把原子的这种能量的变化过程称之为跃 之间进行。我们把原子的这种能量的变化过程称之为跃 迁。
谐振腔的作用： 谐振腔的作用： 。－正反馈 （1）维持光振荡，起到光放大作用。－正反馈 ）维持光振荡，起到光放大作用。－ 。（空间 （2）使激光产生极好的方向性。（空间） ）使激光产生极好的方向性。（空间） 。（频率 （3）使激光的单色性好。（频率） ）使激光的单色性好。（频率）
34
激 光 器
激光器的组成 谐振腔
dN 21 ∝ N2 dt 自发
Postgraduate
写成等式
dN21 = A21N2 dt 自发
Ａ21 自发辐射系数，单个原子在单位时间内发生自发辐 自发辐射系数，
射过程的概率。 射过程的概率。
各原子自发辐射的光是独立的、 各原子自发辐射的光是独立的、 无关的 非相 干光 。
24
Postgraduate
光 的 光 增 益
1) 实现粒子数反转分布的条件
光激励 (A) 激励(又称泵浦) 激励(又称泵浦) 电激励 化学激励 热激励
Postgraduate
(B) 合适的能级结构（合适亚稳态的存在） 合适亚稳态的存在）
光 的 光 增 益
三能级系统 当 光 的 泵浦光足够强时，有 泵浦光足够强时， 光 可能使 N > N ,在能 1 增 级E 于E2间实现粒子 2 1 益 数反转。 数反转。
Postgraduate
受激吸收过程（ 受激吸收过程（stimulated absorption ） N2 hν
E2
源自文库
E1
N1
上述外来光也有可能被吸收，使原子从 上述外来光也有可能被吸收，使原子从E1→E2。 单位体积中单位时间内因吸收外来光而从E 的原子数： 单位体积中单位时间内因吸收外来光而从 1→E2 的原子数：
dN 12 ∝ ρ (ν ,T )N 1 dt 吸收
Postgraduate
写成等式
dN 12 = B12 ρ (ν ,T ) N1 dt 吸收
B12 吸收系数
令 W12=Ｂ12 ρ(ν 、T)
dN 12 = W12 N1 dt 吸收
dN 12 = B12 ρ (ν ,T )N 1 = W12 N 1 dt 吸收
Postgraduate
产生激光必须 dN 21 dN 12 > dt 受激 dt 吸收 因 B21=B12
→ W21=W12
∴必须 N2 >N1 必须 粒子数反转或者集居数反转。 或者集居数反转 这种状态称为 粒子数反转或者集居数反转。
Postgraduate
自发辐射过程(spontaneous radiation) 自发辐射过程 E2
N2 hν
E1
N1
单位体积中处于E 能级的原子数。 设 N1 、N2 — 单位体积中处于 1 、E2 能级的原子数。 单位体积中单位时间内， 的原子数： 单位体积中单位时间内， 从E2 → E1自发辐射 的原子数：
热平衡时，单位体积内处于各个能级上的原子数分布 热平衡时， 玻尔兹曼分布律: 玻尔兹曼分布律: 高 能 级 低 能 级
N2 =e N1
E E2 E1
− ( E 2 − E1 )
N2
kT
N1
N2
N1
N
Postgraduate
光与物质相互作用的三种过程
爱因斯坦为了解释黑体辐射的规律，从量子论观点 出发提出辐射与原子相互作用应该包括三种过程： 自发辐射 受激辐射 受激吸收
Postgraduate
受激辐射过程
外来光子满足频率条件: 外来光子满足频率条件: ν = ( E2 − E1 ) / h 趋近高能级E 趋近高能级E2上的粒子时
发射一个全同光子 (频率相同、 频率相同、 传播方向相同、 传播方向相同、 偏振方向相同） 偏振方向相同）
光 放大
感应跃迁至低能级E 感应跃迁至低能级E1
E1 吸收跃迁: 粒子吸收一光子ε ②吸收跃迁: 粒子吸收一光子 =hv=E2－E1 而由低能级跃迁 至高能级. 至高能级 E2
6
E1
3.无辐射跃迁: 既不发射又不吸收光子的跃迁(通过与其它粒子 或气体容器壁的碰撞、或其它能量交换过程) 4.激发态的平均寿命 τ : 粒子在激发态停留时间的平均值τ的 典型 值: 10-7～10-9秒 5.亚稳态:若某一激发能级与较低能级之间没有或只有微弱的辐射 亚稳态: 跃迁, 则该态的平均寿命会很长(≥10-3秒), 称亚稳能级,相应的态 跃迁, 则该态的平均寿命会很长(≥10 称亚稳能级, (≥ 为亚稳态。 为亚稳态。
其中
∆N = N 2 − N1
称为反转粒子数。 称为反转粒子数。 反转粒子数
Postgraduate
∴ B21 · ρ (ν21) · N1 >> B12 · ρ (ν21) · N2
受激吸收总是占优势 为得到光放大,必须使 为得到光放大 必须使 受激辐射占优势 粒子数分布反转 N2 >> N1
N1
28
光 四能级系统 比三能级系统容易实 的 现粒子数反转分布。 光 现粒子数反转分布。 增 益
29
光 四能级系统 当 的 泵浦光足够强时，有 泵浦光足够强时， 光 可能使 N ≈ N ,在能 3 1 增 益 级E3 于E2 间实现粒子
数反转。 数反转。
E E4 E3 E2 E1
0 N N 3 4
E E4 E3
亚稳态能级
E2 E1 N2 N1 N
0
N N2 N3
30
Nd：YAG激光器是四能级系统 Nd：YAG激光器是四能级系统
31
光 的 光 增 益
氦氖气体激光器是四能级系统
共
2 s 2 s
电子碰撞激发 电子碰撞激发
3
1
振 转 移
3s 2s
电 子 碰 撞 激 发
3p 2p
氖
1s
管壁效应 管壁效应
受激辐射的原子数： 则单位体积中单位时间内，从E２→ E１ 受激辐射的原子数： 单位体积中单位时间内，
dN 21 ∝ ρ (ν、T ) N 2 dt 受激
写成等式
dN 21 = B 21ρ (ν、T ) N 2 dt 受激
B21受激辐射系数
Postgraduate
q( nL) ν = q(c ⁄ 2nL)
n: 气体折射率
37
光 学 谐 振 腔
振荡模式 是指能够在谐振腔内存在的稳定 的光波基本形式， 表示。 的光波基本形式，用TEMmnq表示。 m和n表征该模式在垂直于腔轴内形成 驻波的节点数, 横模数。 驻波的节点数,称横模数。 q表示该模式在光腔轴的平面内形成的节 点数， 纵模数。 点数，称纵模数。 1.纵模 能引起振荡的频率关系 2.横模 光场在横向不同的稳定分布。 光场在横向不同的稳定分布。
提示：光学中谱的概念，
Nd3+的能级劈裂以及氙灯和激光二极管泵浦源发射光谱
20
Postgraduate
粒子数反转 (population inversion) 自发辐射的光，可能引起受激辐射过程， 从E2→E1自发辐射的光，可能引起受激辐射过程，也可能 引起吸收过程。 引起吸收过程。
dN 21 = B21 ρ (ν ,T )N 2 = W21 N 2 dt 受激
Postgraduate
受激辐射 (stimulated radiation)
E2
N2 hν 全同光子 N1
E1
附近， 设 ρ（ν、Ｔ）—温度为Ｔ时, 频率为 ν = (E2 - E1) / h附近， 温度为 附近 单位频率间隔的外来光的能量密度。 单位频率间隔的外来光的能量密度。
Postgraduate
自发辐射
3s 2 p
He
Ne
32
产生激光的能级系统 （1） 三能系统 ） （2）四能级系统
E3
E4
E2
E3
E2
E1
hν = E2 − E1
hν = E3 − E2
E1
三能级系统 红宝石激光器
四能级系统 钕玻璃激光器
33
产 生 激 光 的 条 件
激光形成的基本条件或激光器的基本结构
激光形成的基本条件 (1) 要有适当的激光工作物质 (2) 要有外界激励源 (3) 要有激光谐振腔
Postgraduate
A21 、B21 、B12 称为爱因斯坦系数。 称为爱因斯坦系数。 结合普朗克黑体辐射公式， 结合普朗克黑体辐射公式，爱因斯坦从理论上推出 f2B21 = f1 B12
8 π hν 3 A21 = B12 3 c
基态 1
辐射跃迁和非辐射跃迁
1.跃迁: 粒子由一个能级过渡到另一能级的过程 跃迁: 跃迁 2.辐射跃迁: 粒子发射或吸收光子的跃迁(满足跃迁选择定则) ①发射跃迁: 粒子发射一光子 = hv=E2－E1而由高能级跃迁 发射跃迁: 粒子发射一光子ε 至低能级; 至低能级; E
2
E2 − E1 ν= h
E E3 E E3
E2 E1
0
E2 E1 N3 N2 N1 N
0
亚稳态能级
N3
N1 N2
N
27
光 的 光 增 益
红宝石激光器的工作物质：红宝石 红宝石激光器的工作物质： —— 是掺有少量铬离子（Cr3+)的 是掺有少量铬离子（ 晶体。 （Al2O3)晶体。
采用光激励方法： 采用光激励方法： 受激和发光都在Cr 受激和发光都在Cr3+ 上进行， 上进行，是典型的三 能级系统。 能级系统。
上述关系如何推导得出呢？ 上述关系如何推导得出呢？ A：结合原子数能级分布（玻尔兹曼分布）和热平衡条件 ：结合原子数能级分布（玻尔兹曼分布） 推导得出。 推导得出。 爱因斯坦的受激辐射理论为六十年代初实验上获得激光奠定 了理论基础。 了理论基础。
Postgraduate
思考： 物质的吸收谱和辐射谱如何形成的？
E3 E2 E1
Postgraduate
Postgraduate
n
能级: 粒子的内部能量值 高能级: 能量较高的能级 : 低能级: 能量较低的能级 : 基能级: 能量最低的能级 : (相应的状态称基态） ） 激发能级: 能量高于基 : 能级的其它所有能级(相 应状态称激发态) 激发态
∞ 6 5 4 3 2
视频
通常情况下： 通常情况下：Q N1 >> N2
表现为光的吸收
N2
实现了粒子数反转的物质对光具有增益作用
怎样才能实现粒子数反转呢？ 怎样才能实现粒子数反转呢？ 1）提供足够的外界激励能量； ）提供足够的外界激励能量； 2）原子在激发态多“呆”一会； ）原子在激发态多“ 一会；
粒子数反转状态
E2 E1
一般， 一般，能级寿命 10-8 ∼ 10-9 S 如H原子 2p态 τ ∼ 0.16×10-8 S 原子 态 3p态 τ ∼ 0.54×10-8S 态 亚稳态：如He原子的两个亚稳态能级 亚稳态： (20.55eV) τ ∼ 10-4 S (19.77eV) τ ∼ 10-6 S
7
Postgraduate
工作物质
激励系统
一对反射镜为端面的腔体称为谐振腔 一对反射镜为端面的腔体称为谐振腔。 谐振腔。
35
工作原理： 工作原理： 全 反 射 镜
激光工作物质 半 反 射 镜
out 光放大原理 谐振腔作用： 谐振腔作用：正反馈和选择方向
36
光 光学谐振腔的作用 学 一对反射镜为端面的腔体称为谐振腔 谐振腔。 一对反射镜为端面的腔体称为谐振腔。 谐 振 腔 激光在两反射镜间形成驻波。谐振条件为： 激光在两反射镜间形成驻波 谐振条件为： 驻波。 2nL = qλ L: 腔长
令 则
W21 = B21· ρ（ν、T） ）
dN 21 =W21 N2 dt 受激
W21 单个原子在单位时间内发生受激辐射过程的概率。 单个原子在单位时间内发生受激辐射过程的概率。 受激辐射光与外来光的频率、偏振方向、相位及传播方 受激辐射光与外来光的频率、偏振方向、 有光的放大作用。 向均相同------有光的放大作用。 向均相同 有光的放大作用
Postgraduate
激光原理
Postgraduate
本节课主要内容
能级 跃迁 自发辐射 受激辐射 受激吸收 粒子数反转 三能级和四能级 激光器基本结构 纵模 横模
Postgraduate
按量子力学原理， 按量子力学原理，原子只能稳定地存在于一系列能 量不连续的定态中，这些定态称为原子的“能级” 量不连续的定态中，这些定态称为原子的“能级”；原 子能量的任何变化（吸收或辐射） 子能量的任何变化（吸收或辐射）都只能在某两个定态 之间进行。我们把原子的这种能量的变化过程称之为跃 之间进行。我们把原子的这种能量的变化过程称之为跃 迁。
谐振腔的作用： 谐振腔的作用： 。－正反馈 （1）维持光振荡，起到光放大作用。－正反馈 ）维持光振荡，起到光放大作用。－ 。（空间 （2）使激光产生极好的方向性。（空间） ）使激光产生极好的方向性。（空间） 。（频率 （3）使激光的单色性好。（频率） ）使激光的单色性好。（频率）
34
激 光 器
激光器的组成 谐振腔
dN 21 ∝ N2 dt 自发
Postgraduate
写成等式
dN21 = A21N2 dt 自发
Ａ21 自发辐射系数，单个原子在单位时间内发生自发辐 自发辐射系数，
射过程的概率。 射过程的概率。
各原子自发辐射的光是独立的、 各原子自发辐射的光是独立的、 无关的 非相 干光 。
24
Postgraduate
光 的 光 增 益
1) 实现粒子数反转分布的条件
光激励 (A) 激励(又称泵浦) 激励(又称泵浦) 电激励 化学激励 热激励
Postgraduate
(B) 合适的能级结构（合适亚稳态的存在） 合适亚稳态的存在）
光 的 光 增 益
三能级系统 当 光 的 泵浦光足够强时，有 泵浦光足够强时， 光 可能使 N > N ,在能 1 增 级E 于E2间实现粒子 2 1 益 数反转。 数反转。
Postgraduate
受激吸收过程（ 受激吸收过程（stimulated absorption ） N2 hν
E2
源自文库
E1
N1
上述外来光也有可能被吸收，使原子从 上述外来光也有可能被吸收，使原子从E1→E2。 单位体积中单位时间内因吸收外来光而从E 的原子数： 单位体积中单位时间内因吸收外来光而从 1→E2 的原子数：
dN 12 ∝ ρ (ν ,T )N 1 dt 吸收
Postgraduate
写成等式
dN 12 = B12 ρ (ν ,T ) N1 dt 吸收
B12 吸收系数
令 W12=Ｂ12 ρ(ν 、T)
dN 12 = W12 N1 dt 吸收
dN 12 = B12 ρ (ν ,T )N 1 = W12 N 1 dt 吸收
Postgraduate
产生激光必须 dN 21 dN 12 > dt 受激 dt 吸收 因 B21=B12
→ W21=W12
∴必须 N2 >N1 必须 粒子数反转或者集居数反转。 或者集居数反转 这种状态称为 粒子数反转或者集居数反转。
Postgraduate
自发辐射过程(spontaneous radiation) 自发辐射过程 E2
N2 hν
E1
N1
单位体积中处于E 能级的原子数。 设 N1 、N2 — 单位体积中处于 1 、E2 能级的原子数。 单位体积中单位时间内， 的原子数： 单位体积中单位时间内， 从E2 → E1自发辐射 的原子数：
热平衡时，单位体积内处于各个能级上的原子数分布 热平衡时， 玻尔兹曼分布律: 玻尔兹曼分布律: 高 能 级 低 能 级
N2 =e N1
E E2 E1
− ( E 2 − E1 )
N2
kT
N1
N2
N1
N
Postgraduate
光与物质相互作用的三种过程
爱因斯坦为了解释黑体辐射的规律，从量子论观点 出发提出辐射与原子相互作用应该包括三种过程： 自发辐射 受激辐射 受激吸收
Postgraduate
受激辐射过程
外来光子满足频率条件: 外来光子满足频率条件: ν = ( E2 − E1 ) / h 趋近高能级E 趋近高能级E2上的粒子时
发射一个全同光子 (频率相同、 频率相同、 传播方向相同、 传播方向相同、 偏振方向相同） 偏振方向相同）
光 放大
感应跃迁至低能级E 感应跃迁至低能级E1
E1 吸收跃迁: 粒子吸收一光子ε ②吸收跃迁: 粒子吸收一光子 =hv=E2－E1 而由低能级跃迁 至高能级. 至高能级 E2
6
E1
3.无辐射跃迁: 既不发射又不吸收光子的跃迁(通过与其它粒子 或气体容器壁的碰撞、或其它能量交换过程) 4.激发态的平均寿命 τ : 粒子在激发态停留时间的平均值τ的 典型 值: 10-7～10-9秒 5.亚稳态:若某一激发能级与较低能级之间没有或只有微弱的辐射 亚稳态: 跃迁, 则该态的平均寿命会很长(≥10-3秒), 称亚稳能级,相应的态 跃迁, 则该态的平均寿命会很长(≥10 称亚稳能级, (≥ 为亚稳态。 为亚稳态。
其中
∆N = N 2 − N1
称为反转粒子数。 称为反转粒子数。 反转粒子数
Postgraduate
∴ B21 · ρ (ν21) · N1 >> B12 · ρ (ν21) · N2
受激吸收总是占优势 为得到光放大,必须使 为得到光放大 必须使 受激辐射占优势 粒子数分布反转 N2 >> N1
N1
28
光 四能级系统 比三能级系统容易实 的 现粒子数反转分布。 光 现粒子数反转分布。 增 益
29
光 四能级系统 当 的 泵浦光足够强时，有 泵浦光足够强时， 光 可能使 N ≈ N ,在能 3 1 增 益 级E3 于E2 间实现粒子
数反转。 数反转。
E E4 E3 E2 E1
0 N N 3 4
E E4 E3
亚稳态能级
E2 E1 N2 N1 N
0
N N2 N3
30
Nd：YAG激光器是四能级系统 Nd：YAG激光器是四能级系统
31
光 的 光 增 益
氦氖气体激光器是四能级系统
共
2 s 2 s
电子碰撞激发 电子碰撞激发
3
1
振 转 移
3s 2s
电 子 碰 撞 激 发
3p 2p
氖
1s
管壁效应 管壁效应
受激辐射的原子数： 则单位体积中单位时间内，从E２→ E１ 受激辐射的原子数： 单位体积中单位时间内，
dN 21 ∝ ρ (ν、T ) N 2 dt 受激
写成等式
dN 21 = B 21ρ (ν、T ) N 2 dt 受激
B21受激辐射系数
Postgraduate
q( nL) ν = q(c ⁄ 2nL)
n: 气体折射率
37
光 学 谐 振 腔
振荡模式 是指能够在谐振腔内存在的稳定 的光波基本形式， 表示。 的光波基本形式，用TEMmnq表示。 m和n表征该模式在垂直于腔轴内形成 驻波的节点数, 横模数。 驻波的节点数,称横模数。 q表示该模式在光腔轴的平面内形成的节 点数， 纵模数。 点数，称纵模数。 1.纵模 能引起振荡的频率关系 2.横模 光场在横向不同的稳定分布。 光场在横向不同的稳定分布。
提示：光学中谱的概念，
Nd3+的能级劈裂以及氙灯和激光二极管泵浦源发射光谱
20
Postgraduate
粒子数反转 (population inversion) 自发辐射的光，可能引起受激辐射过程， 从E2→E1自发辐射的光，可能引起受激辐射过程，也可能 引起吸收过程。 引起吸收过程。
dN 21 = B21 ρ (ν ,T )N 2 = W21 N 2 dt 受激
Postgraduate
受激辐射 (stimulated radiation)
E2
N2 hν 全同光子 N1
E1
附近， 设 ρ（ν、Ｔ）—温度为Ｔ时, 频率为 ν = (E2 - E1) / h附近， 温度为 附近 单位频率间隔的外来光的能量密度。 单位频率间隔的外来光的能量密度。
Postgraduate
自发辐射
3s 2 p
He
Ne
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产生激光的能级系统 （1） 三能系统 ） （2）四能级系统
E3
E4
E2
E3
E2
E1
hν = E2 − E1
hν = E3 − E2
E1
三能级系统 红宝石激光器
四能级系统 钕玻璃激光器
33
产 生 激 光 的 条 件
激光形成的基本条件或激光器的基本结构
激光形成的基本条件 (1) 要有适当的激光工作物质 (2) 要有外界激励源 (3) 要有激光谐振腔